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在建造斗兽场的过程中，把这些巨大的石灰华石块垒砌起来肯定是非常困难的，因为建筑正面的高度有50米。为此，古罗马人使用了起重机。他们使用的是踏车起重机，即用人力操作的起重机。
这些石块用放在石块内部的金属连接装置连接在一起。这些连接装置的形状像长矛的矛头，穿入预先钻好的洞中，然后，顺着连接点向下开一条槽，把熔化的铅灌入空穴中，既可以使它们严丝合缝地连接在一起，又可强化牢固程度和防止腐蚀。最后在石灰华石块的连接处涂上薄薄的灰浆。
罗瑟拉·里亚（考古学家，女）：
“石灰华石块之间的穹顶和拱是这座巨大建筑中突出的结构特点。这些技术是从希腊人那里学习来的，然后罗马人利用水泥等新建筑材料加以发展。”
罗马建筑家对水泥的开发利用是建筑技术中的重大突破。这使他们能够建造比以前更坚固、更大的拱形结构。在古罗马斗兽场中使用的水泥掺入了一种特殊的成分：除了石灰、岩屑和细沙混合物外，还有维苏威火山的一种红色火山灰。这种特殊的材料使古罗马斗兽场使用的水泥具有异常强固耐久的性能。
珍妮特·德莱纳：
“罗马人用的水泥是一种非常特殊、相当奇妙的材料。它的强度增加得非常快，在水下能凝固，所以是一种所谓‘水硬材料’。而且它的强固能持续很长时间。实际上，它是我们所拥有的最强固的人造材料之一，很清楚，它的寿命至少有2000年。正因为如此，在20世纪80年代初，曾试验用它作储存核废料的材料。”
罗马于公元410年最终陷落。随着罗马帝国的灭亡，水泥生产的秘密也随之失传，直到文艺复兴时才重新发现。古罗马斗兽场的建筑是分层向上的，每上一层，所用的建筑材料就轻一些。
砖材变得日益重要，古罗马在这方面的技术才能使斗兽场的建筑师获得了巨大的优势。在意大利伦巴第区，工匠们正在用古罗马斗兽场建筑师们所采用的方法造砖。在尼禄统治时期之前，罗马的泥砖是在露天晾晒干。因此，用砖只能造一层高的房屋。只有到了用窑烧砖之后，砖头的真正潜力才得以发现。当粘上经过持续的高温锻烧之后，里面的水分全部烘干。水分被气体所代替，进一步强化了被烘烤的粘土，并使物质中的天然孔隙收缩，大大增强了砖头抵抗水和侵蚀的能力。用砖窑烧出的砖使韦斯巴芗时代的工程技术人员能够造出比以往任何时候都高的建筑。
到了公元79年，古罗马斗兽场已有两层完工了。韦斯巴芗的健康状况日趋恶化，他对建筑师们催逼得更紧。他买了更多的奴隶，征召了更多的工人，但却无济于事。他终于没有等到斗兽场的落成就命归黄泉了。这个荣耀留给了他的长子提图斯。提图斯主持的竣工典礼规模之大，场面之盛，使整个罗马世界感到震惊。
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